CN104466792B - 一种预绞丝修补条及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种预绞丝修补条,它包括多根绞合在一起的金属单丝,多根绞合在一起的金属单丝形成绞丝,绞丝螺旋绞合,绞丝端头处理成倒角型,绞丝内部喷涂有导电纱层。本发明还公开了一种预绞丝修补条生产工艺,依次包括放线、绞丝成型、清洗、剪断、磨头和包装步骤。本发明针对OPGW 断股可修复情况,研发了满足技术指标要求的系列工程应用 OPGW 断股修复接续金具,对不同截面、不同抗拉强度、不同材质的OPGW发生断股损伤情况下进行修复,修复后 OPGW 机械性能、电气性能和光传输性能满足工程要求,从而消除了安全隐患,保障了电网的可靠稳定运行。
Description
技术领域
本发明涉及一种预绞丝修补条。
本发明还涉及一种预绞丝修补条的生产工艺。
背景技术
光纤复合架空地线(OPGW),属于电力通信特种架空光缆,与输电导线同塔架设,处于架空线路的最顶部,既具有通信光缆的功能,同时又作为架空避雷线使用,是实现电网智能化的关键。我国的OPGW的应用环境要比其它国家的情况复杂得多,如存在高雷暴日地区、重覆冰地区等等,同时,近年来,我国输电线路的电压等级越来越高,输电容量逐渐增大,架设杆塔越来越高,杆塔间档距(如大跨越线路)越来越长,对OPGW的运行安全要求也越来越高。随着OPGW光缆在电力系统通信中的普遍应用,各类运行故障不断发生,最主要的是OPGW的外层股线断股。2005年以来,全国各地的线路先后出现了OPGW外层断股现象。经统计和分析,OPGW的外层单线断股有多种原因。
(1)原材料或制造质量方面的原因。如原材料存在杂质或拉伸性能不佳,制造时外层单丝存在接头,绞线时单丝张力不均匀等;
(2)高雷暴区的OPGW,遭遇雷击断股;
(3)重覆冰地区不均匀覆冰引起的过荷载,或不同期脱冰引起跳跃或舞动,产生较大的冲击力及不平衡张力,导致外层单线断股;
(4)某些不可预知的外力,如采石场放炮,猎人枪击,强台风等外来因素导致的断股。
OPGW断股后,有时尽管通信性能未受影响,但OPGW的机械强度却有所降低,长久运行下去可能不仅会影响到输电线路的安全运行,而且会威胁到电力系统通信、保护的可靠性。如何修复断股后的OPGW光缆,以最省的投资、最短的时间、最可靠的方案排除故障,成为大家共同关注的课题。因此,需要提供一种新的技术方案来解决上述问题。
发明内容
为了解决OPGW断股修复中需要配备的修复金具的问题,本发明提供一种预绞丝修补条。
本发明还提供一种预绞丝修补条的生产方法。
为解决上述技术问题,本发明的一种预绞丝修补条,它包括多根绞合在一起的金属单丝,多根绞合在一起的金属单丝形成绞丝,所述绞丝螺旋绞合,所述绞丝端头处理成倒角型,所述绞丝内部喷涂有导电纱层,所述绞丝外覆有铠装层,所述铠装层外设有一层防腐蚀硅橡胶层。
所述金属单丝为铝包钢丝。
所述铝包钢丝的直径为3.5mm、4.0 mm或4.6 mm。
所述铠装层为铜带或镍带。
一种预绞丝修补条生产工艺,依次包括放线、绞丝成型、清洗、剪断、磨头和包装步骤,具体步骤如下:
(1)、将线材放在放线架上,盖上放线盖板,拴住最内侧的一段铝包钢丝,将外端的铝包钢丝牵引入成型机的调直装置中;
(2)、根据单丝直径选取合适的压轮,并放到调直装置前端,将单丝端部用板锉修成圆弧状,一边轻松进入成型模具,然后压紧压轮,调整成型模具角度,多次测量成型高度,待成型高度达到要求时,将润滑油嘴对准模具的进口,启动油泵,并将主机生产速度调到800-1200转/分钟;
(3)、将清洗箱里装满清水,其中,一只水箱里倒入适量的洗涤剂及消泡剂,用绒布裹住绞丝并与导向槽压块紧紧相挤在一起,启动水泵并调好造量的水位;
(4)、剪断过程中包括定长剪断;
(5)、根据绞丝单丝直径,将定好长的预绞丝的一端缓缓插入砂轮机,保证磨头后的断头无尖角、无毛刺;
(6)、将预绞丝通过自动喷胶粘砂机,进行喷胶和粘砂,胶层厚度控制在0.10—0.15mm,胶量为200—300g/m2,烘干后,预绞丝外绞合有铜带或镍带的铠装层,在铠装层外包覆一层硅橡胶,再喷色标,最后包装。
上述修补条生产工艺中,绞丝剪断采用油压剪断,根据工艺要求调整好相应的长度,先剪断一根,测量它的长度是否符合公差要求为+5mm以内,待符合要求后,再进入正常生产。
上述修补条生产工艺中,绞丝剪断采用自动剪断机剪断,根据工艺要求设定好剪断机控制器,按1:25调节,公差要求为+5mm以内。
本发明的有益效果:本发明对目前工程中常用的多种典型OPGW进行了断股修复试验,采用预绞丝修补条进行修复,可以达到最优的修复效果,预绞丝修补条的生产工艺,工艺精良,制备出的修补条,确保了修复后的OPGW的安全可靠性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的预绞丝截面示意图。
其中:1、铝包钢丝,2、导电纱层,3、绞丝端头,4、色标,5、铠装层,6、防腐蚀硅橡胶层。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解,下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述,该实施例仅用于解释本发明,并不构成对本发明的保护范围的限定。
如图1和2所示,本发明的一种预绞丝修补条,它包括多根绞合在一起的金属单丝,金属单丝为铝包钢丝1,多根绞合在一起的铝包钢丝1形成绞丝,绞丝螺旋绞合,绞丝端头3处理成倒角型,绞丝内部喷涂有导电纱层2,能防静电,绞丝外覆有铠装层5,铠装层5为铜带或镍带,有效保护铝包钢丝,增强抗拉强度、抗压强,铠装层5外设有一层防腐蚀硅橡胶层6,预绞丝裸露在外面,一定程度上会受腐蚀影响,长期以往,影响架空电力导线的性能,硅橡胶防腐蚀能力强。
对于铝包钢丝1的直径可以选为3.5mm、4.0 mm或4.6 mm。
本发明的一种预绞丝修补条生产工艺,依次包括放线、绞丝成型、清洗、剪断、磨头和包装步骤,具体步骤如下:
(1)、将线材放在放线架上,盖上放线盖板,拴住最内侧的一段铝包钢丝,将外端的铝包钢丝牵引入成型机的调直装置中;
(2)、根据单丝直径选取合适的压轮,并放到调直装置前端,将单丝端部用板锉修成圆弧状,一边轻松进入成型模具,然后压紧压轮,调整成型模具角度,多次测量成型高度,待成型高度达到要求时,将润滑油嘴对准模具的进口,启动油泵,并将主机生产速度调到800-1200转/分钟;
(3)、将清洗箱里装满清水,其中,一只水箱里倒入适量的洗涤剂及消泡剂,用绒布裹住绞丝并与导向槽压块紧紧相挤在一起,启动水泵并调好造量的水位;
(4)、剪断过程中包括定长剪断;
(5)、根据绞丝单丝直径,将定好长的预绞丝的一端缓缓插入砂轮机,保证磨头后的断头无尖角、无毛刺;
(6)、将预绞丝通过自动喷胶粘砂机,进行喷胶和粘砂,胶层厚度控制在0.10—0.15mm,胶量为200—300g/m2,烘干后,预绞丝外绞合有铜带或镍带的铠装层,在铠装层外包覆一层硅橡胶,再喷色标,最后包装。
上述修补条生产工艺中,绞丝剪断采用油压剪断,根据工艺要求调整好相应的长度,先剪断一根,测量它的长度是否符合公差要求为+5mm以内,待符合要求后,再进入正常生产。
上述修补条生产工艺中,绞丝剪断采用自动剪断机剪断,根据工艺要求设定好剪断机控制器,按1:25调节,公差要求为+5mm以内。
现有OPGW典型结构包括以下几种:
(1)中心管式;
(2)全铝包钢层绞式OPGW;
(3)铝包钢+铝合金层绞式OPGW(外层为铝合金单线)。
OPGW可修复的基本要求如下:
(1)OPGW断股后其剩余计算强度不小于50%RTS;
(2)外层为铝合金线断股不超过总股数的50%;
(3)用合适的方法(如用B-OTDR)证明光纤无应变;
(4)修补后的OPGW达到修复前100%的RTS;
(5)预绞丝修补条的旋向与OPGW外层旋向相同;
(6)预绞丝修补条的材料与OPGW外层材料一致;
(7)预绞丝修补条内部喷导电砂。
本发明分别选用了不同结构OPGW进行设计与测试。
方案一
预绞丝修补条工艺参数设计
(1)材料的选择
为了保证预绞丝修补条和OPGW之间具有很好的相容性和抗腐蚀性能,预绞丝修补条所用材质应与OPGW外层绞线材质相同。该结构外层为铝包钢,所以修补条材料选用铝包钢材质。
(2)单丝直径的选取
经计算选择单丝直径为Φ3.5mm。
(3)旋向的确定
为保护光缆,防止在受力过程中挤压损伤,影响光通信信号的传输,修补条的旋向为左旋。
预绞丝修补条工艺设计参数如下:
表1 方案一修补条工艺参数表
通过实验数据表明,OPGW-100样品只有在断2股的情况下,修补条可以修复。OPGW-100在断4股及以上的情况下,通过修补条修复后,拉断力不能满足95%RTS。
分析数据和现象,修补条与OPGW外层绞丝的摩擦力,达不到需要修补的力值。通过改变修补条的一个参数,从而达到增大摩擦力的效果。
方案二
结合方案一所得的试验数据,修改修补条的长度得出如下预绞丝修补条工艺设计参数:
表2 方案二修补条工艺参数表
通过两次试验数据对比发现,只改变绞丝的长度对修复的效果影响不大,在受力过程中,发现修补条没有出现滑移现象,即修补条与外层绞丝之间的摩擦力不会随着两端拉力的增加而增加,只有未断股部位持续受力,直到破断为止。
方案三
分析上述的试验情况,发现只有改变预绞丝修补条的旋向,才能在两端拉力的增加的同时增大修补条与外绞丝的摩擦力即握力。但是也考虑到改变旋向之后,修补条可能对光纤单元造成伤害。所以研究决定在改变旋向之后,如果机械性能满足要求,则进行光测下的握力试验,通过实验检验是否对光缆内部光纤单元有损伤。
在方案一的基础上,只改变修补条的旋向,工艺参数如下表所示:
表3 方案三修补条工艺参数表
通过试验现象可发现,在断2股、4股和6股时,破断处在修补条外侧,即补修条中间断股处没有发生断裂,这个现象可以说明在断2股、4股和6股的情况下预绞丝修补条可以达到百分之一百的修复,在断8股的情况下,可以达到OPGW光缆的95%RTS。
方案四
改变预绞丝的旋向,会影响其修补的效果,除此之外考虑其它参数是否会严重影响修补的效果,所以在方案三的基础上,改变预绞丝的材料,使用铝合金单丝,得出如下预绞丝修补条工艺设计参数:
表4 方案四修补条工艺参数表
对方案三和方案四进行对比发现,对于外层为铝包钢绞线的OPGW,在铝包钢强度达到断股修复强度时,铝合金的修复效果没有铝包钢的好。但是之间的修复数据相差不大,由此可以看出,修补条的旋向,起决定性的作用。
结合以上试验收集的数据,进行分析得出典型OPGW断股修复的系列工程应用接续修补金具选型表:
表5 OPGW断股修复系列修补金具的选型表
通过试验证明,在光纤没有受损的情况下使用预绞丝修复条修复OPGW断股故障,能够完全恢复其机械强度指标。采用专用修补条后,可保证光缆恢复到100%的光缆额定机械强度,而且其使用方法较为简单,将修补条安装于OPGW光缆外层断股处即可。
修补条安装使用方法如下:
a、在修补前查看光缆断股处,光纤单元是否有损坏;
b、确保光纤单元无损坏后,根据OPGW破损情况,若最外层单丝已经断裂并松弛下落,安装前要将松弛的股线尽量旋回到原来的位置,并暂时用胶带固定;
c、用砂纸将修补条安装区域(破损点两侧)的OPGW外表面打磨干净(胶布处无需处理),去掉氧化层,并在上面均匀涂抹导电膏,处理长度应不低于安装预绞丝补修条的长度;
d、安装预绞丝修补条,先安装一组修补条,使中间标记与断股处对齐,由中间向两边安装;
e、按照第一组的方法,安装剩余的所有预绞丝修补条,保证预绞丝修补条应与OPGW紧密接触,其中心位于损伤最严重处。
本发明对目前工程中常用的多种典型OPGW进行了断股修复试验,提出了切实可行的修复方案,研制了系列工程应用OPGW断股修复金具。方案中对于不同的OPGW,采用不同的修复金具,可以达到最优的修复效果。这种装置最主要的优点就是以最省的投资、最短的时间、最可靠的方法排除故障,消除运行隐患,并使修复后的OPGW仍能够满足机械性能、电气性能和光传输性能,确保了修复后的OPGW的安全可靠性。
Claims (3)
1.一种预绞丝修补条生产工艺,其特征在于,预绞丝修补条包括多根绞合在一起的金属单丝,金属单丝为铝包钢丝,多根绞合在一起的金属单丝形成绞丝,所述绞丝螺旋绞合,所述绞丝端头处理成倒角型,所述绞丝内部喷涂有导电纱层,所述绞丝外覆有铠装层,所述铠装层外设有一层防腐蚀硅橡胶层,依次包括放线、绞丝成型、清洗、剪断、磨头和包装步骤,具体步骤如下:
(1)、将线材放在放线架上,盖上放线盖板,拴住最内侧的一段铝包钢丝,将外端的铝包钢丝牵引入成型机的调直装置中;
(2)、根据单丝直径选取合适的压轮,并放到调直装置前端,将单丝端部用板锉修成圆弧状,一边轻松进入成型模具,然后压紧压轮,调整成型模具角度,多次测量成型高度,待成型高度达到要求时,将润滑油嘴对准模具的进口,启动油泵,并将主机生产速度调到800-1200转/分钟;
(3)、将清洗箱里装满清水,其中,一只水箱里倒入适量的洗涤剂及消泡剂,用绒布裹住绞丝并与导向槽压块紧紧相挤在一起,启动水泵并调好造量的水位;
(4)、剪断过程中包括定长剪断;
(5)、根据绞丝单丝直径,将定好长的预绞丝的一端缓缓插入砂轮机,保证磨头后的断头无尖角、无毛刺;
(6)、将预绞丝通过自动喷胶粘砂机,进行喷胶和粘砂,胶层厚度控制在0.10—0.15mm,胶量为200—300g/m2,烘干后,预绞丝外绞合有铜带或镍带的铠装层,在铠装层外包覆一层硅橡胶,再喷色标,最后包装。
2.根据权利要求1所述的一种预绞丝修补条生产工艺,其特征在于:绞丝剪断采用油压剪断,根据工艺要求调整好相应的长度,先剪断一根,测量它的长度是否符合公差要求为+5mm以内,待符合要求后,再进入正常生产。
3.根据权利要求1所述的一种预绞丝修补条生产工艺,其特征在于:绞丝剪断采用自动剪断机剪断,根据工艺要求设定好剪断机控制器,按1:25调节,公差要求为+5mm以内。
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